Oscillateur sinusoïdal : Critère d'oscillation de Barkhausen

Ce critère définit la condition d'oscillation d'un oscillateur sinusoïdal et détermine sa fréquence d'oscillation.

Soient a(jw) le gain de l'amplificateur A, et b(jw) le rapport de transfert du réseau de réaction B.

De façon simple, on peut dire qu'un oscillateur à réaction est un système bouclé comportant un élément linéaire en série avec un élément non-linéaire.

La figure suivante représente un schéma simplifié d'un oscillateur quasi-sinusoïdal :

Pour qu'une oscillation prenne naissance spontanément dans un système initialement au repos, il faut qu'il soit instable à l'instant où la source d'alimentation est branchée sur le système.

Pour cela il faut que le gain de boucle initial |T(jw)| = |a(jw).b(jw)| soit légèrement supérieur à l'unité.

L'instabilité conduit à une oscillation d'amplitude croissante et c'est l'élément non-linéaire qui intervient pour limiter l'amplitude qui se maintient alors à une valeur stable, mais alors la forme sinusoïdale du signal est plus ou moins altérée. C'est la raison pour laquelle on l'appelle oscillateur quasi-sinusoïdal.

Un système bien conçu doit minimiser le taux de distorsion du signal engendré, pour s'approcher au maximum d'un signal sinusoïdal pur.

La gamme des oscillateurs à réaction est très étendue, elle couvre une bande de fréquence très large. Il esiste des oscillateurs :

- oscillateurs à circuit déphaseur,

- oscillateurs à pont,

- oscillateurs à circuit accordé,

- oscillateurs à quartz.

Les deux premiers couvrent les basses fréquences, les éléments passifs associés sont généralement des résistances et des capacités, on les appelle aussi oscillateurs à RC.

Les deux derniers couvrent le domaine des hautes fréquences, les éléments passifs associés sont des capacités et des inductances, on les appelle aussi oscillateurs à LC.